Жадное светило: почему гелиоэнергетика не завоевала мир и как её может спасти «русский минерал»



    Солнечная энергетика — это одна из тех сфер, где благие намерения человечества почти всегда опережают технические возможности и экономические реалии. Создатель первой солнечной панели, американский изобретатель Чарльз Фриттс, ещё в 1881 году предсказывал, что уже совсем скоро обычные электростанции будут заменены на солнечные. И это несмотря на то, что созданная им установка имела КПД всего 1%, то есть именно столько солнечного света превращалось в электричество. Спустя 140 лет мечта Чарльза Фриттса так и не сбылась: гелиоэнергетика всё ещё борется за место под солнцем с ветряными мельницами генераторами, геотермальными источниками и полезными ископаемыми. Что тормозит солнечную революцию и какими методами пытаются улучшить солнечные батареи?

    Казалось бы, придумав солнечную энергетику, мы протянули невидимый провод к самому мощному реактору в нашей планетной системе, который не погаснет как минимум ещё пять миллиардов лет (а там подумаем). Но человечеству понадобился ещё почти век, чтобы увеличить эффективность солнечной панели всего на пять процентных пунктов — это случилось, когда учёные из Bell Labs создали более мощную батарею в 1954 году.

    Тем не менее прогресс в гелиоэнергетике в последние годы был внушительным. В неё инвестируют больше, чем в какой-либо другой возобновляемый источник энергии (ВИЭ). При этом средняя стоимость «солнечного электричества» с 2010 года снизилась с $0,371 до $0,085 за кВт·ч.


    В последние годы инвестиции в солнечную энергетику стагнируют. Источник: International Renewable Energy Agency (IRENA), Frankfurt School-UNEP Centre/BNEF

    И всё же солнечная электроэнергетика пока не завоевала мир. Даже Германия, которая за первое полугодие 2019 года выработала на ВИЭ больше энергии, чем на угле и атоме, не спешит расставаться с мощностями на буром угле. К 2030 году планируется сократить их с текущих 45 ГВт до 37 ГВт. При этом во многом экономический успех солнечной энергетики по-прежнему обеспечивается налоговой политикой и субсидиями. Этим объясняется один парадокс: оптовые цены на электроэнергию в ФРГ одни из самых низких в Европе, а конечные — одни из самых высоких.

    Почему солнечной электроэнергетике всё ещё нужны «финансовые костыли»? Причины такие:

    • солнечная энергия остаётся не самой эффективной — коэффициент использования установленной мощности (КИУМ), то есть отношение фактически выработанной энергии к проектной, установленной производителем для солнечных панелей, составляет 13-18% зимой и 30-35% летом, что является самым низким значением среди других ВИЭ, а также газа и угля;
    • отсюда и более высокая стоимость солнечной энергии — в среднем по миру она составляет $0,085 за кВт·ч, тогда как в биоэнергетике — $0,062, у геотермальных источников — $0,072, гидроэлектростанций — $0,047; дороже только ближайший конкурент — ветряные установки вдали от моря с показателем $0,127, хотя морские прибрежные дают энергию по $0,056 за кВт·ч;
    • нестабильность поступления фотонов от светила заставляет использовать дополнительные приборы для накопления и распределения энергии (о варианте решения этой проблемы мы, кстати, рассказывали);
    • для солнечной энергосистемы нужно много места, будь то огромная станция в поле (а земля вблизи городов дорогая) или домашняя электроустановка, к которой надо не только подключить инвертор и аккумулятор, но и обеспечить доступ для техобслуживания.

    Чтобы решить эти проблемы, нужно сделать солнечные панели более дешёвыми, эффективными и — в прямом смысле этого слова — гибкими.

    Кремниевый диктат


    Солнечные панели состоят из материала, который хорошо улавливает энергию света. Обычно этот материал зажат между металлическими пластинами, которые переносят захваченную энергию далее по цепи. В той самой солнечной панели 1954 года выпуска за авторством инженеров Bell Labs главную роль играл кремний. Он же со многими модификациями и по сей день господствует в производстве фотоэлементов для солнечных батарей, составляя основу 95% панелей.

    За полвека человечество разработало несколько типов кремниевых солнечных батарей. Самую большую долю мирового рынка занимают поликристаллические кремниевые панели. Пользуются спросом они благодаря относительной доступности, которая обусловлена более дешёвой технологией производства. Но и КПД у таких панелей ниже, чем у аналогов (14-17%, максимум — 22%). Более дорогой, но и более эффективный вариант — монокристаллические кремниевые панели. Их КПД составляет порядка 22% (максимум — 27%).


    Какие технологии производства солнечных панелей господствуют в мире. Как видим, по большей части производятся поликристаллические солнечные модули (61%), в меньшей степени — моно- (32%), и совсем немного тонкопленочных (аморфных) — 5%. Источник: Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems; PSE Conferences & Consulting GmbH

    Несмотря на прогресс в экономике и технике солнечных панелей, их стоимость остаётся высокой. К ней нужно прибавлять и расходы на создание собственно энергетической установки (контроллер, инвертор, аккумулятор), без которой батарея не работает. В разных странах эти величины колеблются, но доля расходов, собственно, на фотоэлектрический блок всё равно высока.


    Из чего складывается стоимость «солнечного киловатта» в разных странах? Как видно, в странах-лидерах внедрения гелиоэнергетики от трети до почти половины расходов — это стоимость модуля. Источник: International Renewable Energy Agency (IRENA)

    Не кремнием единым


    В попытке разработать более эффективные панели были созданы тонкоплёночные (аморфные) модули. Их суть проста: улавливающий свет материал наносится очень тонким слоем на плёнку, благодаря чему панель становится более лёгкой и гибкой, а её производство требует меньше материалов.

    Правда, КПД у них намного меньше, чем у собратьев по солнечному цеху — 6-8% для кремниевых вариантов. Тем не менее, по себестоимости тонкоплёночные солнечные элементы выигрывают, потому что для них требуется слой светоулавливающего вещества шириной всего от 2 до 8 мкм, что составляет всего около 1% от того, что используется в обычных кристаллических модулях.

    Но тонкоплёночные панели не идеальны: из-за малого КПД они требуют примерно в 2,5 раза больше площади для размещения. Это подвигло учёных дальше искать более эффективный материал, который, с одной стороны, подойдёт для плёночной технологии, а с другой — будет эффективнее. Так появились панели, в основу которых положены более экзотичные соединения: теллурид кадмия (CdTe) и селенид индия-меди-галлия (CIGS). Эти элементы имеют больший КПД — в первом случае показатель достигает 22%, а во втором — 21%. Такие системы меньше теряют эффективность при повышении температуры и лучше работают при плохой освещённости. Однако их стоимость выше кремниевых аналогов ввиду редкости используемых материалов. Некоторые учёные вовсе считают, что такие панели никогда не будут преобладать на рынке, потому что для них не хватит природных ресурсов. Поэтому такой тип солнечных батарей стал нишевым товаром, подходящим для специфических целей узкого круга потребителей. Чаще всего тонкоплёночные панели используют потребители с большим запасом места: производственные предприятия, офисные здания, университеты и научные центры, большие многоквартирные дома (с просторной крышей), а также, собственно, солнечные фермы — большие электростанции. Эффект масштаба и относительная простота установки более прочных и лёгких тонкоплёночных панелей помогает нивелировать их сравнительно более низкую (по сравнению кристаллическим кремнием) эффективность. Между тем поиски идеального «ловца» фотонов продолжаются.

    Привет от русского графа


    Кандидатом на роль возможного спасителя гелиоэнергетики может стать материал под названием перовскит. Первый из таких — титанат кальция — в 1839 году отыскал во глубине уральских руд немец Густав Розе и назвал его именем русского коллекционера горных пород графа Л. А. Перовского, поэтому с тех пор иногда именуется «русским минералом».

    Сегодня, когда говорят о перовските, чаще всего имеют в виду целый класс веществ, которые имеют одинаковую трёхчастную кристаллическую структуру, впервые выявленную у титаната кальция. Хотя в чистом виде такие вещества редко встречаются в природе, их легко получить из массы других соединений, а кристаллы перовскитов можно выращивать искусственно. Каждая часть структуры перовскита может быть изготовлена из различных элементов, что даёт очень широкий диапазон возможных составов «ловца фотонов», включающих свинец, барий, лантан и другие элементы. Так, уже установлено, что соединение перовскита с некоторыми щелочными металлами позволяет создать солнечный фотоэлемент с КПД до 22%, а теоретическая мощность соединений на основе перовскита достигает 31%.

    Однако работать с перовскитом не так просто, и мы в Toshiba в этом убедились. После нанесения на плёнку перовскит кристаллизуется очень быстро, из-за чего трудно создать ровный слой на большой площади. Между тем, в этом и заключается главная задача при создании солнечного элемента: достичь как можно большей площади поверхности с сохранением при этом высокой эффективности преобразования энергии.

    В июне 2018 года Toshiba изготовила тонкоплёночный солнечный элемент на основе перовскита с самой большой площадью поверхности и при этом самой высокой в мире эффективностью преобразования энергии. Как это удалось сделать?

    Мы разделили ингредиенты, необходимые для образования перовскита (раствор йодида свинца — PbI₂, метиламмонийгидройодид — MAI). Сначала мы покрыли подложку раствором PbI₂, а затем раствором MAI. Благодаря этому мы смогли отрегулировать скорость роста кристаллов на плёнке, что дало возможность создать ровный и тонкий слой большой площади.


    Технология производства солнечного модуля на основе перовскита. По сути, мы создаем «чернила» из составных элементов перовскита и «размазываем» их по подложке. Источник: Toshiba

    Экономика перовскита


    Хотя о конкретных экономических показателях применения перовскита говорить рано, так как широкое практическое использование этого материала в солнечных батареях прогнозируется после 2025 года, у «русского минерала» есть предпосылки большого и успешного будущего. По прогнозам экспертов Национальной лаборатории возобновляемой энергии США (National Renewable Energy Laboratory, NREL), производство перовскитовых панелей будет в десять раз дешевле, чем у кремниевых аналогов. Не в последнюю очередь потому, для изготовления господствующих ныне кремниевых солнечных элементов требуется обработка материала при температуре более 1 400 градусов и, соответственно, сложное оборудование. С перовскитами, между тем, можно управиться в жидком растворе при температуре 100 градусов на несложном оборудовании (как в нашем эксперименте).


    Созданный нами модуль на основе перовскита имеет площадь 703 кв. см. А полученная нами эффективность преобразования энергии достигла 12%. Источник: Toshiba

    Есть ещё два преимущества фотоэлементов на перовските — гибкость и прозрачность. Благодаря им солнечные батареи из перовскита могут быть установлены в самых разных местах: на стенах, на крышах транспортных средств и зданий, на окнах и даже на одежде.

    Регулируя толщину слоя перовскита, можно контролировать прозрачность солнечных элементов на основе этого материала. К примеру, его можно использовать в покрытии теплиц: нужное количество фотонов будут получать растения, а часть из них — электросеть фермерского хозяйства. Эксперименты по определению разумного соотношения, потребляемого растениями и панелями света, уже проводятся у нас в Японии.

    Ещё одна возможная сфера применений — оснащение электрокаров солнечными панелями на основе перовскита. Пока мы находимся в самом начале этого пути, но уже есть первые наработки. Так, учёные из Западного резервного университета Кейза (шт. Огайо, США) экспериментировали с использованием небольших солнечных батарей на основе перовскита для подзарядки аккумуляторов электромобилей. Они подключили четыре солнечных элемента на основе перовскита к литиевым батареям. При подключении для зарядки небольших литий-ионных батарей размером с монету команда учёных достигла эффективности преобразования в 7,8%, что в два раза меньше, чем у обычных тонкоплёночных солнечных батарей.

    Не исключено также, что в скором времени ленты из перовскитовых солнечных панелей украсят вашу рубашку или пиджак. Известно уже о нанесении перовскита на полиуретановую подложку, КПД которой в поглощении солнца достигло 5,72%.

    А в России пошли ещё дальше в экспериментах с перовскитом. Как оказалось, этот материал может быть хорошим излучателем и подходит для генерации света. Учёные из Московского института стали и сплавов (МИСиС) и Санкт-Петербургского университета информационных технологий механики и оптики разработали солнечный элемент на основе перовскита, который одновременно может работать как батарея и как светодиод. В основу положен галогенидный перовскит. Для переключения функций достаточно изменять подаваемое на прибор напряжение: при уровне до 1,0 В прототип работает как солнечный элемент, а если подать более 2,0 В — включается режим светодиода. В перспективе учёные могут разработать стекольные плёнки, которые в дневное время будут вырабатывать энергию, а в тёмное время суток излучать свет. При этом максимальная толщина плёнки не превысит 3 мкм, что позволит сохранить прозрачность стекла. То есть, темно не будет.


    Практически по всем параметрам перовскит превосходит конкурентов, включая среднюю себестоимость электроэнергии на всем протяжении жизни солнечной батареи из заданного материала (Levelised Cost of Energy, LCOE). Сложности возможны только с утилизацией отживших панелей ввиду токсичности перовскитовых соединений. Источник: Group for Molecular Engineering of Functional Materials (GMF), Швейцария

    Эффект масштаба


    Итак, перовскит может помочь продвижению гелиоэнергетики не только за счёт своей экономической доступности, но и в силу намного более широкой области применения: помимо промышленности, городского и сельского хозяйства, панели на основе перовскита могут использоваться даже в быту, в частности в производстве автомобилей, мелкой электроники, бытовой техники и даже одежды. А чем более широкий спектр применения, тем выше ёмкость рынка, что привлечёт новых инвесторов и снижение стоимости солнечного электричества.
    Toshiba
    71,18
    Больше, чем обычные технологии. Больше, чем бизнес
    Поделиться публикацией

    Комментарии 113

      +2
      Строго говоря, панели не делают обязательно из перовскита CaTiO3. Просто матертиалы имеют схожую кристалическую структуру и в общем виде описываются ABX3, где 'A' и 'B' представляют катионы и X анион который формирует связь с ними обоими.
        +1
        Вопрос от нуба: почему в статьях про солнечную энергетику используются такие странные цифры (КПД, КИУМ)? Для конечного потребителя по факту важно количество энергии производимое квадратным метром поверхности за день (с учетом погоды\сезона), и цена вопроса.
          0
          Потому, что если дать реально значимые цифры для конечного потребителя — хайпа не будет.
            +1
            Принципиально ничего нового не будет. Причина ограничивающая ЭДС фотоэлемента -соотношение постоянной Планка к заряду электрона. Так сказать обстоятельства непреодолимой силы.
              0
              Ну количество энергии за день на кв.метр — мощность солнечного излучения у поверхности Земли на 1 кв. метр(1..3 КВт на кв.метр) умножить на КПД умножить на время работы, не? Все данные даны(ну кроме мощности, но это гуглится легко). Стоимость 1 КВт*час тоже вроде дана, умножайте на мощность установки и получайте цену вопроса. Все данные естественно усреднены, но конкретные цифры только под конкретную ситуацию ведь можно подсчитать.
                0
                все значительно хуже
                'энергетический баланс атмосферы
                Обратите внимание на строку «допустимо использовать»: если превысить нормы на большой площади, можно схватить нарушение энергобаланса атмосферы, что может выразиться в постоянных дождях, особокрупном граде и т.п.
                  0
                  Таких мест наверное немного, но если строить в горах, где облачность и атмосфера меньше?
                    +1
                    там ветра больше и снега чаще + потери на передачу больше. Ведь в горах нафига электроэнергия? Она нужна в селениях.
                    Плюс, для больших высот свои особенности при изготовлении. Но КПД таких панелей можно поднять до 31%. Правда, и расходы повысятся. Так что массовыми такие панели явно не станут
                    +1
                    Обратите внимание на строку «допустимо использовать»: если превысить нормы на большой площади, можно схватить нарушение энергобаланса атмосферы

                    Ммм что-то странное тут написано. Из диаграммы следует что более 80% излучения дошедшего до поверхности поглощается поверхностью планеты. С тем же успехом эти 80% могут поглощаться солнечными батареями.
                      0
                      Земля не просто поглощает в никуда. Она прогревается. В земле вода, она испаряется, и жизнь — растения, насекомые, Животные — если они замерзнут, земля «облысеет», превратится в тундру, а затем пустыню.

                      НО да, тут оперировать цифрами надо только после исследований. IMHO разнести солнечные панели на чуть большее расстояние — не должно быть проблемой.
                        0
                        Солнечные панели тоже прогреваются. Они по существу передают ~10% полученного тепла в другое место. Недавно была статья о том что солнечная энергетика хорошо сочетается с выращиванием тенелюбивых культур в жарких странах.
                          0
                          Но внутри солнечных панелей не живут растения, насекомые и микроорганизмы. Следовательно все, что поглощают солнечные панели, переходит в электричество, но в этом месте тепла будет меньше.
                          Как бы логично, что в жарких странах растения, которые любят холодок, могут жить возле солнечных панелей. Вопрос в том, насколько плотно их застроить.
                            +2
                            Не всё тепло. Только 5-30% в зависимости от КПД панели. Остальное тепло переизлучается панелью и уходит во все тот же нагрев земли. Панель может даже увеличивать нагрев, отражая меньше света чем поверхность над которой она расположена.
                      0
                      если превысить нормы на большой площади


                      Я думаю, тут все же имеется в виду — какую долю солнечной энергии можно использовать, чтобы не нарушить тепловой баланс всей планеты. Соответственно, «допустимо использовать» — это цифры для случая, когда площади с солнечными элементами сопоставимы с площадью поверхности планеты. Человечеству до таких масштабов пока далеко.
                        0
                        Человечество кроме панелей, которые занимают небольшие площади, уничтожает леса, распахивает степи и организует искусственное орошение. Это всё влияет на нагрев поверхности, и как следствие на нагрев воздуха и движение воздушных масс.
                          0
                          Безусловно влияет. Даже то, что я вдыхаю воздух одной температуры и с одним составом, а выдыхаю другой состав с другой температурой — уже влияет. Вопрос в степени влияния. Антропогенный фактор конечно недооценивать не стоит, но в данной ветке вопрос ведь стоит не в степени и характере влияния человечества на сложную систему под названием «планета Земля со всем её содержимым», а в использовании конкретно солнечного излучения для своих нужд.

                          UPD. Хотя сейчас на пальцах прикинул: годовое потребление человечества — порядка 200 ПВт·ч в год, т.е. средняя мощность потребления где-то 20 ГВт; мощность солнечного излучения — порядка 1Вт/кв.метр, поверхность Земли — 500 млн. кв км, то есть мощность получаемого излучения(с учетом того, что освещается половина планеты) — где-то 250 ГВт. То есть энергия потребляемая человечеством — порядка десятка процентов от мощности получаемой энергии от Солнца, что довольно существенно. Так что человечеству не так уж и далеко до таких масштабов.
                            0
                            Как-то на всю планету мне всё равно и главное мне не заметно, что там в Амазонии. Мне заметно там, где я бывал лет 10-20 назад. В новостях иногда говорят, что потопы в Карпатах или Иркутске это следствие вырубки лесов. Но не говорят, когда это уже видно, но еще не приобрело резких и катастрофических изменений. В местных СМИ уже начинают активисты тему поднимать, а нынешним властям надо успеть сделать деньги и свалить до момента когда начнут спрашивать. Из таких мелких событий складывается изменение климата на всей планете.
                              0
                              Я понимаю Вашу боль и печаль, но использовать её в качестве аргумента в ветке про солнечные панели? Зачем?

                              P.S. И не сочтите за грубость, но от человека, который увлекается космосом и всем, что связано с ним, странно слышать «как-то на всю планету мне всё равно»
                                0
                                Это образно. Не от меня, а от «сборного» образа современника. Дом, работа, шашлыки. Вот и все интересы. Никакой планеты там нет.

                                У меня в разработке одна «космическая статья» давно лежит, и там тема поездки по историческим местам советской космонавтики., в осном фото с исторической справкой. Фото тогда, «10 лет назад, 5 лет назад, прошлым летом». И вот что ярко там проявляется — деградация окружающей среды где эти объекты находятся. Вот пару фоток с тех поездок для оценки масштаба катастрофы и коррумпированности местных чиновников (при детальном изучении местной темы там аховые факты, хоть бери автомат и их всех к стенке). habr.com/ru/post/409053/#comment_18501687
                                  0
                                  Это образно. Не от меня, а от «сборного» образа современника. Дом, работа, шашлыки. Вот и все интересы. Никакой планеты там нет.

                                  В том-то и проблема. Этот сборный обыватель мандаринки на новый год покупает? Свежие овощи зимой кушает? Гаджеты хотя бы раз в пятилетку обновляет? А одежду/обувь хотя бы раз в два года? (И это беру жителя города весьма консервативно. В глубинке может и ещё меньше запросы/возможности.) Всё это продукты глобальной экономики, когда блага доставляются из-за тридявять земель. Так что хочется-не_хочется, а узел планетарный связан так, что не развяжешь.
                                  Хотя тем, кто оставляет после себя срач на той же полянке, куда они и в следующий раз на шашлычки придут — это не объяснить.
                                  Дисклеймер
                                  Это я не про вас конкретно, если что. Просто мысли вслух.
                                    0
                                    Про этих ребят на полянке и речь. Они даже не могут связать то что они оставят на полянке с вопросом куда они поедут в следующий раз и почему.
                              +1
                              мощность солнечного излучения — порядка 1Вт/кв.метр

                              На три порядка больше — 1,367 КВт/м2
                              500 млн. кв км, то есть мощность получаемого излучения(с учетом того, что освещается половина планеты) — где-то 250 ГВт.

                              Даже при одном ватте на кв. м. — (500 * 10^6 * 10^6 * 1Вт/м^2 )/2 = 250 000 ГВт.

                                0
                                Да, тоже обнаружил, что на 3 порядка ошибся. Вместо 1КВт/м2, взял 1Вт/м2.
                                  0
                                  На 6 порядков
                                    0
                                    del
                                    прошу прошения, действительно 6 порядков
                                0
                                мощность получаемого излучения(с учетом того, что освещается половина планеты)

                                Мощность получаемого излучения — это 1.3 кВт/м2 на площадь сечения планеты (120 млн км2), т.е. примерно 160 петаватт, из которых до поверхности доходит примерно 80 ПВт. Это примерно в 240 тысяч раз больше Вашей оценки.
                                  0
                                  Ну во-первых, 80 ПВт — это не в 240 тысяч раз больше моей оценки(250 ГВт), а в 320. (1ПВт — 10^12Вт, 1ГВт — 10^9Вт), а во-вторых, в комментарии выше, я уже написал, что обнаружил ошибку, когда вместо 1КВт/м2 взял 1Вт/м2.
                                  UPD. Пардон, 1 ПВт — 10^15Вт, действительно 6 порядков получается.
                                  0
                                  Поторопился…
                                    –1
                                    Вы в миллион раз ошиблись. Для безграмотных экохомячков это норма, но все ж моветон.
                                0
                                В каких величинах «Допустимо использовать» и откуда взята таблица?
                              0

                              Ну потому, что максимальная мощность которую надо пропустить это важный параметр прилегающей сети

                                0
                                вот эти самые страшные аббревиатуры как раз и говорят о цене вопроса — без шелухи дотаций.
                                0
                                Вот интересно — повлияет ли перовскит на EROEI?
                                  +1
                                  Так теоретически реально полностью на солнечное перейти? Все-таки целый киловатт на 1 кв. метр на экваторе. Сделать Африку солнечной супердержавой.
                                    +1

                                    Нет. Во-первых "доставка" до потребителя, во-вторых ночь.

                                      0
                                      доставка и во-вторых и даже в-третьих. Суперстанция в Мали на этом и обломилась, что строить линии через Средиземное море никто не захотел — при всей приверженности Европы вроде бы халявному источнику.
                                      А ведь станцию (часть первой очереди) даже построили…
                                        0
                                        Интересно, нет ли любителей майнинга криптовалют, чтобы вложится в такой источник энергии? Проще видюхи везти туда, чем энергию оттуда. Но там еще местных придется напрячь с чисткой панелей, там же песок не даст спокойной жизни.
                                          0
                                          думаю, что линии связи и маршрутизация для вычислительного кластера с потреблением во многие гигаватты станет не дешевле.
                                            0
                                            Серьезная линия связи криптоферме не нужна
                                              0
                                              да и криптоферма-то не нужна — тем более при таких накладных расходах размером в амортизацию всей станции.
                                              Криптофермы — всего лишь извращение, порожденное конкретной бизнес-ситуацией.
                                      0
                                      Не забывайте про кпд. киловатт не получится.
                                      А для Африки разработаны более эффективные зеркальные системы с кпд до 45%. Есть даже работающие ночью за счёт накопленной тепловой энергии за день.
                                      0

                                      Йодид свинца?
                                      А сколько это будет свинца в граммах на на кв.метр? Он точно в окружающую среду не попадет ?

                                        +1

                                        Если производство и утилизацию устроить на территории условного азиатскогокитая — то нет, в мире потребителя не попадёт.

                                        –1
                                        квадратный метр глупая характеристика в трехмерном пространстве. мерить нужно кубами занятого пространства. К примеру, 1 квадрат панели занимает все пространство над собой(100км вверх), а другая генерация нет: над машинным залом турбин вполне есть несколько этажей помещений разного характера.
                                          +1

                                          Ну на 100 км вверх строить ещн не научились, а офисы над машинным залом турбин идея не очень, вибрации, шум, электромагнитная обстановка...

                                            +3
                                            1 квадрат панели на крыше оставляет сколько угодно пространства под собой
                                              0

                                              Ну так проведите следующий расчёт: какая площадь помещений будет автономно снабжаться под этими панелями? Мир резко станет одноэтажным...

                                                0
                                                Не вижу ничего плохого в одноэтажном мире :).

                                                Практику строительства электростанций под многоэтажными зданиями я тоже не наблюдаю :)
                                                  +1

                                                  Потому что генерация настолько велика, что хватает на тысячи многоэтажек рядом и нет нужны строить до границы космоса

                                                    +1
                                                    ТЭЦ от которой запитан мой дом дает электричества как примерно 100.000.000 м2 солнечных панелей на широте Москвы. Это кусок земли 10x10 км, что конечно в 200 раз больше чем та площадь которую занимает ТЭЦ, но строительства до границы космоса тоже явно не требует. Фактически эти 100 км2 примерно равны размерам территории которую данная ТЭЦ обслуживает.
                                                      +1
                                                      Тогда надо еще посчитать величину размера угольного разреза и сопутствующей инфраструктуры.
                                                        +2
                                                        1. ТЭЦ на газе все уже давно.
                                                        2. Площади мощностей по производству панелей и добыче ископаемых для них будем считать? :)
                                                          0
                                                          Не будем, они ведь топлива не требуют, а то придется считать площадь фабрик по производству котлов и труб и производство панелей гарантированно тут выиграет.
                                                            –1

                                                            Не будете, потому что это ерунда полная. Важно, что EROEI солнечной энергетики болтается в районе 1. Это, по факту, сейчас не производство энергии, а ее перераспределение. По этому показателю вообще гидроэнергетика и ветряки рулят.

                                                              0
                                                              EROEI у солнечных панелей в районе 4 находится — и это в предположении достаточно короткого срока жизни панелей.
                                                                0

                                                                И где противеоречие тому, что я написал?


                                                                https://habr.com/ru/company/toshibarus/blog/468161/?reply_to=20669373#comment_20670183

                                                                  0
                                                                  EROEI > 1 — это производство энергии.
                                                                  EROEI > 7 — производство еще и экономически оправданное — у некоторых видов нефтедобычи EROEI ниже (в среднем там 14, редко когда больше 20 — тоже «в районе 1» тогда уж, ибо 10-20 ближе к 4-7 чем 4-7 к 1)
                                                                    0

                                                                    Нефть — это не только энергия. А когда речь об энергии, то нефть и производные продукты, это энергия, которую легко хранить и транспортировать без потерь и которая под рукой 24/7. А в остальном, да, вы правы. Эпоха, когда EROEI нефти был под 100 давно прошла и в этом аспекте она от панелей не драматично отличается. Если не принимать во внимание, что 4 и 20 это числа разных порядков, как минимум и отличаются в 5 раз.
                                                                    Поэтому сейчас нефть для производства электроэнергии никто не жжет почти (в промышленных масштабах).

                                                                0
                                                                EROI для поликристаллических панелей на юге Европы в районе 7 и около 4 наюге Германии: Wiki
                                                                Воот… А если бы не писали никаких цифр, то никто бы и не поправил, так бы дальше и спорили, оставаясь неведении.
                                                                  0

                                                                  Вы прикалываетесь что ли? 4, 7 — это и есть "болтается в районе 1". EROEI ГЭС 50-200, ветряков 30-50.


                                                                  Хорошо, что вы мне ответили и у меня появилась возможность объяснить вам, а то вы так бы дальше спорили, оставаясь в неведении.

                                                              0
                                                              ТЭЦ на газе все уже давно

                                                              Не все. Чуток осталось только на угле и часть смешанных: газ\уголь или торф.
                                                            0

                                                            Ещё раз проверьте свои расчеты

                                                              +1
                                                              14 Вт — средняя электрическая генерация с 1м2 панели.
                                                              1400 МВт — мощность с 100^10^6 м2 панелей == 100 км2
                                                                0
                                                                Вот даже цифры: «общей мощностью 80 МВт» (если повезет с погодой днем в период между 12-14 ч.), «площадь более 160 гектар».
                                                                  0
                                                                  Среднегодовая выработка — 11 МВт с 1.6 км2.
                                                                  Со 100 км2 такой станции получатся среднегодовые 700-800 МВт, примерно вдвое меньше моей оценки. Возможно из-за промежутков между панелями, которая оптимизирует в пользу более равномерной выработки энергии в течение дня.
                                                                    0
                                                                    Панели не вращаются за солнцем, потому и получают энергию не равномерно за весь день.
                                                                  0
                                                                  еще раз проверьте расчеты и сопоставьте с «натурой»
                                                                  к примеру застройка эпохи брежнева 10000кв.м помещений на гектар, то есть 1:1
                                                                  исторические центры городов 2:1
                                                                  новострой муравейник 3:1
                                                                  При этом пятно застройки существенно ниже — 0,1-0,3 от общей площади(дороги и прочая инфраструктура)
                                                                  100кв км это 10 000га или 100млн кв м помещений брежнева.
                                                                  1400 МВт это 14 ватт на метр помещения при такой застройке или метр помещения = 1 метр панели при солнце в зените (надо бы вычесть место для накопления энергии)
                                                                  эффективность ТЭЦ в объеме снабжаемых помещений минимум в 10 раз выше, за счет того, что пространство над панелью использовать нельзя, а по факту, имеющихся примеров выработки где-то 20-40

                                                                  и вообще сомнительным для экологии кажется предложение удвоить(а скорее учетверить) площадь городов строительством панелей. Вообще результаты типа «полтора землекопа» должны тщательно проверяться
                                                                    0
                                                                    Я и не говорил что панелей на крышах домов будет достаточно. Только то что размеры СЭС не «космически» велики. И я не вижу целесообразности располагать панели прямо в городах (за исключением крыш малоэтажной застройки). По соседству с многоэтажными городами хватает незастроенных мест.
                                                                0
                                                                Для широты Москвы угол установки панелей 41-70 градусов, так что смело делите вашу площадь пополам.
                                                                  0
                                                                  Ну там речь шла все же о площади используемой земли, а не о площади собственно панелей. Выше есть пример реальных СЭС где видно что моя оценка даже несколько оптимистична из-за установки панелей с достаточно большим шагом
                                                                    –1
                                                                    Так я и говорю о площади земли. Панель 1х1 квадратный метр установленная под «зимним» углом в 70 градусов имеет проекцию на землю в 0,3 квадратных метра. А можно вообще на вертикальных конструкциях монтировать — в высоких широтах это может быть даже предпочтительнее.
                                                                      +2
                                                                      Если такие панели поставить встык, то они будут затенять друг друга
                                                                      Чтобы этого не происходило приходится оставлять между ними пустые промежутки.
                                                                  +1
                                                                  ТЭЦ от которой запитан мой дом дает электричества как примерно 100.000.000 м2 солнечных панелей на широте Москвы.

                                                                  ТЭЦ на широте Москвы дает мощность стабильно. Солнечные панели только днем и в хорошую погоду. Т.е. для ночных условий нужны альтернативные источники или системы накопления, что увеличивает занимаемые площади, капиталовложения, расходы на содержание и эксплуатацию.
                                                                    –1
                                                                    Это бесспорно один из главных недостатков солнечных панелей.
                                                                    В отличие от мифических «слишком много площади» или «EROEI в районе 1»
                                                          0
                                                          вы покупаете / платите налоги за землю — в кубических метрах или все же в квадратных?
                                                            0
                                                            >> над машинным залом турбин вполне есть несколько этажей помещений разного характера.

                                                            Э, нет. Про класс опасности не стоит забывать. Как минимум, опасные производственные объекты подразумевают, что в строительство нужно закопать побольше денег (например, специальные окна, выбиваемые при взрыве, благодаря чему каркасу здания наносится меньший ущерб). Даже получив разрешение разместить в ТЭЦ иной объект «разного характера» — захочется ли Вам платить за это больше на этапе CapEx, а ещё нести большие OpEx при его эксплуатации (та же страховка). Ну и про санитарно-защитную зону забывать не стоит.
                                                            0
                                                            Если один слой перовскита имеет КПД около 5% и почти прозрачный, можно ли сложить несколько слоёв этого материала и повысить КПД до 50-80%?
                                                              0

                                                              Думаю, нет. КПД != прозрачности.

                                                                0

                                                                Думаю да, можно, но не до 50..80%. Потому что обычно фотоэлементы преобразуют некоторую часть спектра, а пропускают остальную. А еще КПД наверное зависит от интенсивности света. То есть у второго слоя будет КПД не 5% а ниже. Возможно даже намного ниже.

                                                                  0
                                                                  Вообще-то КПД у перовскитных панелей уже около 20%. Но поскольку диапазоны будут перекрываться 20% х N слоев считать не правильно. Но если перовскит положить на силиконовую панель, то теоретический КПД будет 43% вместо 29% для одного силикона. Пилотные линии уже есть, хотя там будет в районе 30%.
                                                                  +4
                                                                  Я заметил, что комментаторы делятся тут на 2 категории те, кто хейтят хайп и те кто хайпуют. Я, наверное, отнесу себя к хайпующим и скажу, что сравнение цен в Германии, совсем не, то что в действительности.
                                                                  В Германии платят большие цены за эл-во как раз для того, чтобы стимулировать переход домохозяйств на самообеспечение, как раз самообеспечение является целью, когда ты и не платишь за эл-во. Прежде всего, люди путают промышленные товары (товары для бизнеса) и товары для домохозяйств (для частников). То, что не выгодно на large scale, может быть абсолютно удобно для частников. Дома никто не поставит себе ни ветряк, ни атомную станцию, даже с угольной будут проблемы, в то же время большинство домов могут самообеспечить себя солнечной энергией.

                                                                  На самом деле, нет достаточно исследований сколько могут прослужить панели и с какой потерей, говорят о 30 годах с 85% сохранностью и 50-100 лет с 50%. Для домашних домохозяйств характерны следующие важные потребительские свойства:
                                                                  — условно бесплатная рабочая сила по уходу за панелями
                                                                  — micro management в планировании расходования электроэнергии и установки энергосберегающих элементов.

                                                                  Могу сказать, что имея свои панели и свой счетчик обогрева, начинаешь относиться ко всему гораздо бережнее, к примеру если не хватает 10-20% собственной энергии, то задумываешься о том, как достичь их применяя гибкие решения, грубо говоря, находя компромиссы.
                                                                    +1
                                                                    В Германии платят большие цены за эл-во как раз для того, чтобы стимулировать переход домохозяйств на самообеспечение


                                                                    Недавно сюжет про КНДР смотрел… там тоже стимулируют домохозяйства для перехода на солнечную энергию, правда более радикальными методами.
                                                                    0
                                                                    Читал ещё давно про такие способы повышения КПД:
                                                                    1) Сделать слойку из 2-3 разных полупрозрачных батарей разного устройства, чтобы они поглощали каждая свою часть спектра.
                                                                    2) Делать батареи не плоскими, а как щётку: чтобы светочувствительные элементы были на множестве узких длинных микроцилиндрах, как волосы на одёжной щётке. Тогда те фотоны, что не поглотятся сразу — отразятся вбок и всё равно поглотятся соседними цилиндриками. КПД резко растёт.

                                                                    И ещё, применительно к частным домам — одних солнечных ЭЛЕТРОпанелей мало. Нужно развивать ещё солнечные водогрейки.
                                                                    Я хотел бы такой комплекс в частный дом.
                                                                    Дома стоит обычный бойлер, но с возможностью наполнять его горячей водой, нагретой водогрейкой на крыше.
                                                                    Автоматика замеряет температуру воды, и если день солнечный и с крыши доступна вода достаточно горячая — наполняет бойлер этой водой (а бойлер уже держит тепло неделю).
                                                                    Если за окошком мрачная зима, а горячая вода нужна — бойлер нагревается классически, ТЭНом, причём можно вручную отключить это (типа вода в бойлере ещё тёплая, значит, электричеством греть не будем, подожду пару дней солнечной погоды).
                                                                    Вот продаются ли в России подобные системы?

                                                                    Кстати, в суррогатном и очень простом виде это можно сделать так: просто кинуть на крышу частного дома несколько десятков метров садового шланга тёмного цвета, полного воды. Он за день нагревается, и объёма запасённой в нём воды хватит, чтобы вечером после работы принять горячий душ. Профит!
                                                                      0

                                                                      То что вы назвали бойлером называется теплоаккумулятором. Да, такие системы есть, не знаю насколько в Вашем регионе они распространены, можете зайти на форумхаус.ру — там очень много вариантов того как люди в своих частных домах сами реализовывать описанную Вами схему, дополняемую и солнечными панелями для нагрева воды и тепловыми насосами и электро-ТЭНом, который включаться может ночью на 3-зонном электросчетчике, и твердотопливными и газовыми котлами. Обычно это 'бойлер' с несколькими подключениями теплоносителя ёмкостью 200л+.

                                                                        0
                                                                        Ну названия разные, суть одна и та же: бочка для воды с возможностью электрического подогрева и теплоизоляцией.
                                                                        Там, где есть газ — думаю, больше распространены проточные газовые водогрейки-колонки. Где газа нет — остаётся ставить такой накопитель-бойлер-теплоаккумулятор, потому что проточная электрическая будет жрать слишком большой ток, если я захочу принять обильный горячий душ.
                                                                        +1
                                                                        Может немного не в тему, но недавно посмотрел видео про кондиционер (охладитель), работающий, в том числе и от тепла, получаемого с помощью солнечной водогрейки, т.е. чем сильнее печёт, тем эффективнее он охлаждает. Причём собрать его можно самому. И мне кажется, если ещё немного доработать конструкцию можно получить лучшую эффективность, по сравнению с обычным кондиционером: www.youtube.com/watch?v=7w4rg3UcsgI
                                                                        Кому интересно, советую также на этом канале глянуть видео, где ведущий рассказывает о принципах работы подобной установки.
                                                                          0
                                                                          Вот хотелось бы, чтобы все эти технологии (солнечную батарею с аккумуляторным буфером, солнечную водогрейку с накопителем горячей воды, солнечный кондиционер) свели в единый конструктор, управляемый единым умным контроллером. Который сам будет правильно коммутировать всё, ориентируясь на датчики: солнце встало — наполняем горячей водой бойлер, заряжаем аккумуляторы, пришёл мороз — сливаем воду из всего, что на крыше, и т.д. И чтобы каждый мог собрать себе модульную, постепенно наращиваемую систему, начиная от холостяка в маленьком домике, которому нужен только холодильник, ноутбук и душ, и заканчивая большим домом на большую семью.
                                                                            0
                                                                            Вот хотелось бы, чтобы все эти технологии (солнечную батарею с аккумуляторным буфером, солнечную водогрейку с накопителем горячей воды, солнечный кондиционер) свели в единый конструктор, управляемый единым умным контроллером.

                                                                            При постепенном увеличении мощности системы, придется не только наращивать, но и менять некоторые вещи, например трансформаторы и конверторы, они ведь делаются на определенную мощность и весьма дороги. Брать сразу с запасом может быть нецелесообразно. А если расширение так и не состоится?
                                                                        0
                                                                        Администрация Хабра, поясните, пожалуйста, за допущенное в тело этой страницы вашего сайта изображение из поста с незащищенным HTTP адресом????!!!
                                                                          +1
                                                                          Любой желающий может вставить в коммент ссылку на ресурс не поддерживающий http, не нужно истерик.
                                                                            +2
                                                                            Кстати, в последние несколько лет Хабр такие картинки автоматически выкачивал, пережимал, размещал на хабрасторадж (https://web.habrastorage.org/ru#ready) и перевставлял в статьи уже со своего хабрастораджа.
                                                                            (в сторону: и поломал мне этим APNG-анимацию в одной из статей).
                                                                            Странно, что сейчас не сработало.
                                                                          0
                                                                          Статья интересная. Но хотелось бы указать еще на одну причину существенно тормозящую широкое распространение гелиоэнергетики. Это балансировка генерируемых и потребляемых мощностей. Грубо говоря вся генерируемая энергия должна быть потреблена, потому как куда ее девать? И если уменьшить количество генерируемой энергии при наличии избытка можно достаточно легко и ГЛАВНОЕ ДЕШЕВО, то вот увеличить ее генерацию при недостатке поступаемой от солнца мощности уже не получится. Новые материалы отчасти сгладят эту проблему, повысив КПД, но не так существенно. Существующая система опирается на источники генерации не зависящие от погоды и времени суток, что позволяет планировать и гарантировать требуемые мощности. Именно поэтому алтернативные направления получения энергии (от солнца, ветра, приливов, и т.п.) не получают столь широкого распространения. Они не способны служить основой, за счет того, что опираются на явления на которые человечество пока не способно влиять.
                                                                            0
                                                                            Но хотелось бы указать еще на одну причину существенно тормозящую широкое распространение гелиоэнергетики. Это балансировка генерируемых и потребляемых мощностей
                                                                            это проблема любой электроэнергетики и все как-то справляются, дальше будет то же самое
                                                                            Новые материалы отчасти сгладят эту проблему, повысив КПД
                                                                            я статью до конца не осилил, но перовскиты отличаются дешевизной, а не кпд
                                                                            Существующая система опирается на источники генерации не зависящие от погоды и времени суток, что позволяет планировать и гарантировать требуемые мощности
                                                                            существующая система опирается на балансировку мощностей, потому что требуемые мощности как раз зависят и от погоды и от времени суток
                                                                            Именно поэтому алтернативные направления получения энергии (от солнца, ветра, приливов, и т.п.) не получают столь широкого распространения
                                                                            это вам телевизор рассказал? сколько сотен гигиватт было установлено в прошлом году альтернативных, а сколько неальтернативных?
                                                                            Они не способны служить основой
                                                                            они уже служат основой в некоторых странах. в крошечной германии уже почти 50%
                                                                              0
                                                                              это проблема любой электроэнергетики и все как-то справляются, дальше будет то же самое
                                                                              Справляются не ВСЕ. И справляются за счет задействования других источников, а также дотационных выплат.
                                                                              существующая система опирается на балансировку мощностей, потому что требуемые мощности как раз зависят и от погоды и от времени суток

                                                                              ОК, рассмотрим неделю циклона с отсутствием солнечной погоды. Расскажите как за счет гелиоэнергетики обеспечить требуемые мощности.
                                                                              это вам телевизор рассказал? сколько сотен гигиватт было установлено в прошлом году альтернативных, а сколько неальтернативных?
                                                                              И во многих местах они были взяты за основу?
                                                                              они уже служат основой в некоторых странах. в крошечной германии уже почти 50%
                                                                              Согласно этому материалу на 2018 год доля ВИЭ-энергетики (всей, а гелио в Германии не доминирует) составила 35 %. 15% для вас это «почти»? Ключевое слово, в некоторых. В Норильске смогут? Да что там Норильск? В Москве согласно статистике 91 ясный день, 172 облачных и 102 пасмурных. В Москве гелиоэнергетика сможет служить основой? Допустим вы выкрутитесь создав необходимые площади для получения достаточной мощности даже в пасмурный день зимой, но что вы будете делать треть года, когда солнца вообще не видно?
                                                                              Еще одна ссылка про ВИЭ-энергетику в Германии. Доля ветра больше и, внимание, доля биомассы тоже. Т.е. без старого доброго стабильного сжигания никуда не деться. Ну и еще посмотрите цифры гарантированных выплат для поддержки ВИЭ-энергетики, и обратите внимание что большую часть забирает как раз гелиоэнергетика. Так что не все так радужно, как многим, производителям солнечных установок в первую очередь, хотелось бы.
                                                                                0
                                                                                Справляются не ВСЕ
                                                                                вы не справляетесь?
                                                                                И справляются за счет задействования других источников
                                                                                и что, эти другие источники куда-то пропадают при появлении альтернативы? другие источники кстати не выдерживают ценовой конкуренцией с батарейками и уже заменяются на них
                                                                                , а также дотационных выплат.
                                                                                конвертируют выплаты в электричество? больше всего дотационных выплат получает традиционная энергетика, триллионы долларов по данным мвф
                                                                                ОК, рассмотрим неделю циклона с отсутствием солнечной погоды. Расскажите как за счет гелиоэнергетики обеспечить требуемые мощности.
                                                                                вы понимаете, что вы сейчас используете доказательство «я не знаю, как»? это очень неубедительное доказательство. вы не знаете, поэтому вас не берут в энергеники. специально обученные люди знают. я не специально обученный человек, но я знаю, что солнце светит непрерывно, т.е. надо просто передавать электричество оттуда, куда его свет падает сейчас, туда, куда он сейчас не падает. а вот вам специально обученные люди разжевывают, как у них выходит накормить 139 стран 100% возобновляемой энергией (не просто электричеством) web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/Articles/I/CountriesWWS.pdf
                                                                                И во многих местах они были взяты за основу?
                                                                                во многих. в европе 90% добавленных гигаватт за год это ветер и солнце
                                                                                Согласно этому материалу
                                                                                перестаньте читать заборы
                                                                                на 2018 год доля ВИЭ-энергетики (всей, а гелио в Германии не доминирует)
                                                                                а вы и говорили не про гелио, а про «алтернативные направления получения энергии (от солнца, ветра, приливов, и т.п.)»
                                                                                составила 35 %…. 15% для вас это «почти»?
                                                                                я не читаю заборы, для меня 47 это почти 50 www.cleanenergywire.org/news/germanys-renewable-power-share-jumps-47-percent-first-five-months-year
                                                                                там есть наглядная табличка, год назад было 40%, в следующем будет больше 50%. что теперь, будет праздновать победу оставшиеся несколько месяцев?
                                                                                В Норильске смогут?
                                                                                мне все равно, что сможет норильск, планета не будет останавливаться и ждать персонал полярной станции. однако и в норильске смогут, т.к. он входит в 139 исследованных стран
                                                                                В Москве согласно статистике 91 ясный день, 172 облачных и 102 пасмурных
                                                                                провода в москве запрещены? тогда придется много запасать.
                                                                                В Москве гелиоэнергетика сможет служить основой?
                                                                                сможет, если пытаться найти решение, а не проблему.
                                                                                Еще одна ссылка про ВИЭ-энергетику в Германии
                                                                                еще одна ссылка на забор
                                                                                Доля ветра больше и, внимание, доля биомассы тоже. Т.е. без старого доброго стабильного сжигания никуда не деться
                                                                                в старом добром сжигании проблем нет, оно возобновляемое. ветра больше, т.к. в солнечной германии ветер выгоднее и установки сэс остановились после отмены субсидий. это не плохо, немецкие субсидии в свое время раскрутили общепланетарный маховик сэс, который уже достиг доминирующего положения. и вот теперь благодаря этому маховику цены на панели уже упали настолько, что в германии опять начинают устанавливать по несколько гигаватт в год
                                                                                Так что не все так радужно, как многим, производителям солнечных установок в первую очередь, хотелось бы.
                                                                                да-да, сотни гигаватт в год это не так радужно, как хотелось бы. а у кого радужнее, у аэс что ли?
                                                                                  –1
                                                                                  я знаю, что солнце светит непрерывно, т.е. надо просто передавать электричество оттуда, куда его свет падает сейчас, туда, куда он сейчас не падает.

                                                                                  А то, что эффективно передавать энергию дальше, чем на 2-2,5 тысячи км пока человечество не умеет, вы знаете? То, что Солнце светит на Землю непрерывно, никак не поможет на данный момент. Не умеют люди пока строить ЛЭП длиной в десятки тысяч км, тем более экономически оправданных.

                                                                                    +2
                                                                                    А то, что эффективно передавать энергию дальше, чем на 2-2,5 тысячи км пока человечество не умеет, вы знаете? То, что Солнце светит на Землю непрерывно, никак не поможет на данный момент. Не умеют люди пока строить ЛЭП длиной в десятки тысяч км, тем более экономически оправданных.

                                                                                    Не умеют, или пока не было надобности? У HVDC в принципе нет каких-либо ограничений на длину линии. Просто пока это было никому не нужно, так как вполне хватает более короткокилометровых проектов передачи возобновляемой энергии от оффшорных ветряков на материки и они еще долго не закончатся.

                                                                                      0
                                                                                      Не умеют, или пока не было надобности?

                                                                                      Да-да, как в старом советском анедоте: "сегодня у граждан в сливочном масле потребностей нет". :)


                                                                                      У HVDC в принципе нет каких-либо ограничений на длину линии.

                                                                                      Теоретически. У термоядерных электростанций тоже теоретически все хорошо и радужно. Правда, строить работающие и экономически оправданные термоядерные ЭС пока никто не научился, но это же пустяки, правда?


                                                                                      Просто пока это было никому не нужно

                                                                                      Извините, не могу это читать без улыбки. :)

                                                                                        0
                                                                                        В отличие от ТЯЭС технических проблем построить HVDC линию до 15 тысяч км нет. Скажем вот эта линия en.wikipedia.org/wiki/Rio_Madeira_HVDC_system
                                                                                        передает 7 ГВт на 2300 км с потерями если я не ошибаюсь в районе 5%. К слову этой длины хватит чтобы соединить электростанцию в Сахаре с Германией
                                                                                          +1

                                                                                          Ну да, это как раз и есть самая длинная на Земле ЛЭП. Больше никто никогда не строил. И явно не просто так.

                                                                                            +1
                                                                                            последнее предложение было явно лишним
                                                                                              –2

                                                                                              Вам тоже кажется, что можно легко и неограниченно повышать напряжение в ЛЭП?

                                                                                          +1
                                                                                          Извините, не могу это читать без улыбки. :)

                                                                                          Извиняюсь, но тоже не могу читать ваши аргументы из советских времен без улыбки.


                                                                                          Теоретически. У термоядерных электростанций тоже теоретически все хорошо и радужно. Правда, строить работающие и экономически оправданные термоядерные ЭС пока никто не научился, но это же пустяки, правда?

                                                                                          Практически. В мире не одна компания делает HVDC проекты уже несколько десятков лет, в том числе и та, где я работаю, и они утверждают, что "There are no technical limits to the potential length of a HVDC cable". Врут?


                                                                                          Экономической оправданности нет, я и не отрицаю, но опять, повторюсь, только потому, что пока добывать электричество настолько далеко от места потребления человечеству еще не нужно. Самые длинные HVDC линии строятся и проектируются в Китае и там уже легко перевалило за 3 т.км. Но это не от хорошей жизни, а потому, что там электричество просто генерировать негде и не из чего, кроме угля, вот они и выкручиваются.
                                                                                          А вот в европе большинство линий — до 400 км и даже мегапроекты типа доставки солнечной энергии из Сахары - до 1000км на отрезок. А все остальное пока не взлетает, еще раз, по простой не-технологической причине — генерировать электричество пока можно гораздо ближе к потребителям с той же итоговой стоимостью.

                                                                                            0

                                                                                            Теоретический предел мало интересен в данном случае. При такой длине стоимость содержания ЛЭП становится такой, что всякий смысл в ней пропадает. Потери пропорциональны длине. Повышать напряжение тоже нельзя до бесконечности — растут токи утечки от коронного разряда.

                                                                                              +3
                                                                                              При такой длине стоимость содержания ЛЭП становится такой, что всякий смысл в ней пропадает

                                                                                              Но это не эквивалентно слову "не умеют", не правда ли? А экономику лучше оставить тем, кто эти линии с нуля проектирует, со всем экономическим обоснованием и т.д. Я только системы управления для них кручу.

                                                                                                0

                                                                                                Если такого никто никогда не делал, то да — это вполне можно назвать «не умеют». Например, посылать пилотируемые миссии на Марс и Сатурн люди пока не умеют, хотя теоретически это возможно.

                                                                              0
                                                                              Я правильно понял, что предлагается использование в одежде токсичного материала?
                                                                                0
                                                                                почему жадная тошиба не знает, что гелиоэнергетика лидирует по объемам ежегодных инсталляций при экспоненциальном росте и не нуждается в спасении?
                                                                                объемы инвестиций стагнируют потому что цена постоянно снижается и можно установить больше ватт за меньше денег
                                                                                перовскит от тошибы будет в 10 раз дешевле, чем нынешние 20 центов за ватт модуля ( pvinsights.com ), или чем 10 или 5 центов за ватт, которые будут в 2025?
                                                                                мне что-то подсказывает, что с такой ценой опять на рынке выживут одни китайцы
                                                                                  +1
                                                                                  отсюда и более высокая стоимость солнечной энергии — в среднем по миру она составляет $0,085 за кВт·ч, тогда как в биоэнергетике — $0,062, у геотермальных источников — $0,072, гидроэлектростанций — $0,047; дороже только ближайший конкурент — ветряные установки вдали от моря с показателем $0,127, хотя морские прибрежные дают энергию по $0,056 за кВт·ч;
                                                                                  нестабильность поступления фотонов от светила заставляет использовать дополнительные приборы для накопления и распределения энергии (о варианте решения этой проблемы мы, кстати, рассказывали);

                                                                                  Чисто на будущее, но новые PV + storage проекты торгуются уже по ценам от $0,033 до $0,022 за кВт·ч,. И это уже с энергохранилищем, соответствующей мощности и емкости
                                                                                  https://www.pv-tech.org/news/planning-win-for-8minutenergys-ultra-cheap-la-solar-plus-storage-colossus
                                                                                  https://www.pv-tech.org/news/california-firm-contracts-astoundingly-cheap-solar-plus-storage-pipeline


                                                                                  Кто-то еще сомневается в завоевании мира?

                                                                                    +1
                                                                                    Кто-то еще сомневается в завоевании мира?
                                                                                    Ну так это же в солнечной Калифорнии. ШахИмат.
                                                                                      +1

                                                                                      Пока только в солнечной Калифорнии. Но стоимость кВтч электричества от солнечных батарей + энергохранилище падает как минимум на 10% каждый год. Поэтому очень быстро это распространится и на другие территории.

                                                                                        0
                                                                                        Чёт не бьётся стоимость хранения с данными исследователей из МИТ
                                                                                          +1

                                                                                          В английской статье непонятно, что вообще с чем бъется. Говорится вообще про базовую генерацию, но по идее базовая генерация пока еще гораздо более дешевая, чем возобновляемая. Т.е. какая-нибудь атомная электростанция, работающая круглый год на 90% мощности, побъет любые другие источники энергии по стоимости за кВтч еще на лет 20 вперед. Сравнивать их не имеет смысла.


                                                                                          А во вторых — не стоит путать стоимость одного киловаттчаса установленной емкости (т.е. стоимости самой батареи) со стоимостью одного квтч, прокачанного через эту батарею (т.е. зарядили на 1кВтч, через два дня разрядили на 1кВтч — сколько это будет стоить)

                                                                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                                  Самое читаемое